論文の概要: Quantum field simulator for dynamics in curved spacetime
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2202.10399v2
- Date: Tue, 22 Feb 2022 13:29:44 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-24 08:06:15.609978
- Title: Quantum field simulator for dynamics in curved spacetime
- Title（参考訳）: 曲線時空における力学の量子場シミュレータ
- Authors: Celia Viermann, Marius Sparn, Nikolas Liebster, Maurus Hans, Elinor
Kath, \'Alvaro Parra-L\'opez, Mireia Tolosa-Sime\'on, Natalia
S\'anchez-Kuntz, Tobias Haas, Helmut Strobel, Stefan Floerchinger, and Markus
K. Oberthaler
- Abstract要約: 二次元ボース・アインシュタイン凝縮体における量子場シミュレータをトラップと調整可能な相互作用強度で示す。
波動パケットの伝搬により,正および負の空間曲率を持つ時空の実現を明示的に示す。
時間と空間の異なる曲率に対する新しい解析的予測と定量的に一致している。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The observed large-scale structure in our Universe is seen as a result of
quantum fluctuations amplified by spacetime evolution. This, and related
problems in cosmology, asks for an understanding of the quantum fields of the
standard model and dark matter in curved spacetime. Even the reduced problem of
a scalar quantum field in an explicitly time-dependent spacetime metric is a
theoretical challenge and thus a quantum field simulator can lead to new
insights. Here, we demonstrate such a quantum field simulator in a
two-dimensional Bose-Einstein condensate with a configurable trap and
adjustable interaction strength to implement this model system. We explicitly
show the realisation of spacetimes with positive and negative spatial curvature
by wave packet propagation and confirm particle pair production in controlled
power-law expansion of space. We find quantitative agreement with new
analytical predictions for different curvatures in time and space. This
benchmarks and thereby establishes a quantum field simulator of a new class. In
the future, straightforward upgrades offer the possibility to enter new, so far
unexplored, regimes that give further insight into relativistic quantum field
dynamics.
- Abstract（参考訳）: 我々の宇宙で観測された大規模構造は、時空進化によって増幅された量子揺らぎの結果であると考えられている。
これと関連する宇宙論の問題は、曲線時空における標準模型の量子場とダークマターの理解を求めるものである。
明らかに時間依存の時空計量におけるスカラー量子場の減少問題でさえ理論上の問題であり、量子場シミュレータは新たな洞察を導くことができる。
本稿では,2次元ボース・アインシュタイン凝縮系において,構成可能なトラップと調整可能な相互作用強度を有する量子場シミュレータを用いて,このモデルシステムを実現する。
波動パケット伝搬による正負の空間曲率を持つ時空の実現を明示的に示し,制御された空間のパワーロー展開における粒子対生成を確認した。
我々は時間と空間の異なる曲率に対する新しい解析的予測と定量的に一致する。
このベンチマークにより、新しいクラスの量子場シミュレータが確立される。
将来的には、直接的なアップグレードによって、相対論的量子場のダイナミクスに対するさらなる洞察を与える、これまで未解決の新たなレジームへの参入が可能になる。
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